автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Организация управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров

МЧС России Санкт-Петербургский институт Государственной противопожарной службы

На правах рукописи

Яркин Василий Васильевич

ОРГАНИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ СОВМЕСТНЫМИ ДЕЙСТВИЯМИ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ РАЗЛИЧНОЙ ВЕДОМСТВЕННОЙ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ ПРИ ТУШЕНИИ КРУПНЫХ ЛЕСНЫХ И ТОРФЯНЫХ ПОЖАРОВ (НА ПРИМЕРЕ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ)

05.13Л0 - управление в социальных и экономических системах

Автореферат диссертации на соискание ученой степени ( кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2005

Работа выполнена на кафедре пожарной тактики в Санкт-Петербургском институте Государственной противопожарной службы МЧС России.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Таранцев Александр Алексеевич Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Куватов Валерий Ильич, кандидат технических наук, доцент Иванов Анатолий Николаевич

Ведущая организация:

Главное управление МЧС России по Ленинградской области

Защита состоится »4 2005 г в « часов на заседании

диссертационного совета Д 205 003 02 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук в Санкт-Петербургском институте ГПС МЧС России по адресу 196105, Санкт-Пегербург, Московский проспект, дом 149

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского института ГПС МЧС России

Й < ^ Автореферат разослан « \ » ( уУл^Л Ц ^ 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 205.003 02 доктор технических наук, профессор

И Г. Малыгин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Проблема лесных и торфяных пожаров своими корнями уходит в доисторическое прошлое, как природный фактор она появились вместе с древесной растительностью Человек, используя огонь, как эффективное средство борьбы за жизненное пространство, нарушил это природное равновесие, создал предпосылку для возникновения пожаров на протяжении всего пожароопасного сезона.

Лесные и торфяные пожары характерны для всех стран мира, обладающих значительными лесными ресурсами, особенно для Российской Федерации, которая обладает самыми большими лесными массивами в мире.

Главные проблемы борьбы с лесными пожарами: сложность профилактики и предупреждения пожаров; проблемы раннего обнаружения пожара; своевременность доставки сил и средств к очагу горения; дефицит огнетуша-

1цих составов на месте пожара; обилие и разнообразие горючих материалов, неравномерность их распределения в очаге горения; особая зависимость от погодных и климатических условий, обширная территория их удаленность от служб наблюдения, охраны, пожаротушения; труднодоступность регионов возникновения пожаров и рассредоточенность очагов горения. Все это, помноженное на коэффициент фактической бесхозности наших лесов, приводит к огромным потерям от лесных пожаров, ущерб от которых в России в засушливые годы исчисляется многими миллиардами рублей в год

Помимо большого экономического ущерба, лесные пожары наносят огромный экологический ущерб, гибнет флора и фауна. За последние 10-15 лет среднестатистическая площадь лесного пожара выросла в 5-6 раз.

Проблема обеспечения пожарной безопасности лесных и торфяных массивов во всем мире, как и пожарной безопасности, вообще, является комплексной и заключается в эффективности профилактики пожаров, т.е. их предупреждении, недопущении возникновения; своевременности их обнаружения (в случая возникновения) и эффективное!и боевых действий по тушению.

Добиться успехов на поприще профилактики лесных пожаров при наших российских территориях, масштабах системы лесопользования, охраны и

лесовладения - нереально, поэтому в РФ основные усилия целесообразно сосредоточить на своевременности обнаружения и повышении эффективности тушения уже возникших пожаров.

В соответствии с Основами лесного законодательства и «Правилами пожарной безопасности в лесах Российской Федерации» утвержденными постановлением Совета Министров Российской Федерации 9 сентября 1993 года № 886 охрана лесов от пожаров возложена на Федеральную службу лесного хозяйства Министерства природных ресурсов (МПР) и организованную в се системе службу Государственной лесной охраны. Но в тушении лесов, особенно крупных и затяжных пожаров, принимают участия подразделений различной ведомственной принадлежности. Например, при тушении крупных лесных и торфяных пожаров от МПР РФ задействованы работники, пожарная и специальная техника пожарно-химических станций лесхозов и лесничеств (заказников, национальных природных парков), авиационная техника и десантники-пожарные авиапожарной службы (АПС); от МЧС России пожарная и специальная техника, личный состав Государственной противопожарной службы (ГПС), аварийно-спасательной службы и войск гражданской обороны, от Министерства обороны - пожарная техника объектовых военизированных пожарных подразделений, расположенных в лесу и ближайших населенных пунктах, военнослужащие и автотракторная техника; от МВД России - сотрудники милиции, ГАИ, военнослужащие внутренних войск, а также население близлежащих населенных пунктов. Кроме того, в угрожающих случаях может привлекаться личный состав пограничных войск ФСБ и подразделений охраны ГУИН Министерства юстиции РФ, а также учащиеся старших классов школ, студенты средних и высших учебных заведений

По существующим инструкциям руководитель тушения пожара (РТП) в лесу или торфяника в составе лесничества (лесхоза) - представитель этого лесхоза, однако на практике работники лесхозов и лесничеств самоустраняются от руководства организацией тушения пожара, особенно при наличии офицеров МЧС России, перекладывая на них эту обязанность. Таким образом, управление совместными действиями подразделений различной ведомствен-

ной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров в настоящий момент важная и актуальная задача, стоящая перед органами управления МЧС России.

Таким образом, цель диссертационной работы - повышение эффективности управления совмесшыми действиями подразделений различной ведомственной принадлежнос I и при тушении крупных лесных и торфяных пожаров, на примере Ленинградской области

Объект исследования - процессы управления действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лссных и торфяных пожаров

Предмет исследования - модели, системы и методики организации управления действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров

Научная задача, решаемая в диссертационной работе, заключается в разработке моделей и методик оценки процесса управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров, а также в выработке рекомендаций практическим органам управления этих ведомств по оптимальному планированию деятельности и мониторингу всей системы охраны лесов от пожаров (на примере Ленинградской области)

Научная новизна диссертационного исследования состоит в том, что впервые, применительно к современным экономическим и нормативно-правовым условиям разрабо!аны модель и методика расчета скорости локализации лесного пожара, методика расчета централизованного авиапожарного резерва, методика оценки процесса управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров на основе теории функциональных сетей. Предложены рекомендации по оптимальному планированию деятельности областной системы охраны лесов от пожаров и по применению космического мониторинга для управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежнос ги при тушении крупных лесных и торфяных пожаров

Методы исследования. При разработке основных положений диссертационной работы использовались методы исследования, основанные на общей теории систем, математической статистики, математического моделирования, теории вероятности, теории нечетких множеств, а так же функционально-структурного моделирования.

На защиту выносятся следующие основные результаты диссертационных исследований

1. Модель и методика расчета скорости локализации лесного пожара.

2. Методика оценки процесса управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров на основе теории функциональных сетей

3. Методика расчета централизованного авиапожарного резерва для тушения крупных лесных и торфяных пожаров.

4 Рекомендации по оптимальному планированию деятельности областной системы охраны лесов от пожаров.

5. Рекомендации по применению космического мониторинга для управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров

Научно-практическая ценное 1ь. Разработанная математическая модель расчета скорости локализации лесного пожара адекватно отражает процесс взаимодействия движущейся кромки огня и подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении лесных пожаров Методика на основе предложенной модели может быть использована в практической деятельности на этапе принятия решений по определению необходимых сил и средств пожарогушения для локализации лесного пожара как наиболее трудоемкого этапа в процессе тушения.

Па основе теории функциональных сетей и математических моделей комплексировапия параллельных единиц деятельности личного состава разработана методика оценки процесса управления оперативными подразделениями различной ведомственной принадлежности при гушении крупных лесных и торфяных пожаров.

Методика расчета централизованного авиапожарного резерва для тушения крупных лесных и торфяных пожаров может быть использована для расчета среднего числа работников АПС, обеспечивающих заданную вероятность своевременного тушения пожаров в каждой декаде пожароопасного сезона

На основе имитационной модели, описывающей условия и процесс функционирования лесопожарных служб Ленинградской области на уровне подразделения в виде взаимосвязанного комплекса средств обнаружения, доставки и специализированных сил пожаротушения разработаны рекомендации по оптимальному планированию деятельности областной системы охраны лесов от пожаров.

Разработаны рекомендации по применению космического мониторинга для управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров, в частности предложена структура системы оперативного управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров

Результаты диссертационного исследования внедрены в Департаменте территориальной политики МЧС России и в Главном управлении МЧС России по Ленинградской области Отдельные положения используются в образовательном процессе в Санкт-Петербургском институте Государственной противопожарной службы МЧС России

Апробация исследования. Научные результаты, полученные в диссертационном исследовании, докладывались и обсуждались с 2003 по 2005 год на заседаниях кафедры пожарной тактики, а 1акже на следующих научно-практических конференциях.

1) международной научно-практической конференции «Международный опыт подготовки специалистов ножарно-спасательною профиля», Санкт-Петербург, 20-21 января 2004 года,

2) научно-практической конференции «Новые технологии в деятельности органов и подразделений МЧС России», Санкт-Петербург, 26 мая 2004 года;

3) международной научно-практической конференции «Проблемы обеспечения безопасности при чрезвычайных ситуациях», Санкт-Петербург, 27-28 октября 2004 года;

4) международном научно -практическом семинаре «Применение современных методов и форм методической работы в подготовке специалистов по-жарно-спасательного профиля», Санкт-Петербург, 9 февраля 2005 года

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы (105 источников). Работа содержит 202 страницы текста (в том числе 16 таблиц и 14 рисунков), а также 4 приложения на 27 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается выбор темы диссертации, ее актуальность, цели, задачи, объект и предмет исследования, научная новизна, научно-практическая значимость, апробация и результаты исследования, выносимые на защиту.

Первая глава - «Проблемы управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров» состоит из 3 разделов.

В главе рассмотрены существующие проблемы организации тушения крупных лесных и торфяных пожаров Проведен анализ динамики лесных пожаров в Ленинградской области за последние 20 лет, который показывает, что ежегодно возникают от 195 до 2972 лесных пожаров, охватывающих площадь от 64 до 13162 га и характерное повторение экстремальных пожароопасных сезонов с периодичностью 2 - 3 раза за десятилетие (таблица 1) Статистика показывает, что большая часть лесных пожаров в лесах области возникает по вине населения.

Отмечены недостатки и нерешенные проблемы, которые метают в работе руководителям лесных хозяйств и администраций областного подчине-

ния. Определены задачи Главного управления МЧС по Ленинградской области в области охраны лесного фонда от пожаров

Таблица 1

Динамика лесных пожаров в Ленинградской области

Год Общее количество оча1 ов Общая площадь (га) Средняя площадь одного пожара (га) Затраты на тушение (тыс руб.) Нанесённый ущерб (тыс. руб)

1972 2363 21564 9,13 1533 Н.д

1992 1880 21623 11,5 145770 25130

1995 1021 2513 2,46 1210,5 2898,8

1996 994 2679 2,7 2520,9 8764,2

1997 1919 2899 1,3 3481 9474

1998 195 64 0,33 237 350

1999 2972 13162 4,43 12552 73976

2000 442 734 1,66 569 2689

2001 574 362 0,63 680 3940

2002 2710 12778 4,72 22900 72500

2003 235 179,1 0,76 2000 н.д

2004 156 32,9 0,21 н.д. нд.

Дана классификация лесных пожаров. Приведены шкала пожарной опасности в лесу по условиям погоды, классы пожарной опасности лесных участков и поражающие факторы лесных пожаров и характер их действия

Приведена оперативно-тактическая характеристика торфопредприятий области, особенности развития пожаров и возможная обстановка на пожаре. Рассмотрены мероприятия по ограничению распространения пожаров и организация тушения торфяных пожаров

Проанализирована существующая тактика тушения лесных пожаров, в том числе и с использованием пожарной авиации, способы и приемы тушения лесных и торфяных пожаров, особенности организации тушения пожаров лесов, торфяных полей и месторождений торфа. Рассмотрены меры безопасности при тушении лесных и торфяных пожаров.

Отмечены существующие недостатки в организации процесса управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров, особенно в организации связи и оповещения Проведен анализ особенностей функционирования подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров.

Предложены необходимые мероприятия для предупреждения и снижения последствий лесных пожаров в пожароопасном периоде.

Вторая глава - «Рекомендации по применению спутников и авиации для мониторинга и тушения крупных лесных и торфяных пожаров» состоит из 4 разделов.

В главе проанализированы вопросы использования космического и авиационного мониторинга лесных пожаров, в том числе и зарубежный опыт.

Разработаны рекомендации по применению космического мониторинга для управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров, в частности предложена структура системы оперативного управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров Предлагаемый для реализации в Ленинградской области программно-аппаратный комплекс космического и авиационного мониторинга может быть использован для решения следующих задач лесоиожарного мониторинга, оперативной оценки пожарной опасности путём компьютерного анализа информации в ближнем и дальнем инфракрасных диапазонах спек фа; картирование динамики очагов крупных пожаров, определение энергетических свойств кромки пожара; пространственной оценки оптико-физических параметров зоны задымления в условиях массовых загораний; картирование внутримассовых осадков и оценки состояния грозовой и ресурсной облачности; инвентаризации пожарищ и диагностики послепожарного состояния гарей; изучения пространственно-временной динамики границы сне! ового покрова, как критерия наступления и окончания

пожароопасного сезона, совместно с системой грозопеленгации обнаружения массовых загораний от гроз.

Предложена методика расчета централизованного авиапожарного резерва для тушения крупных лесных и торфяных пожаров, которая может быть использована для расчета среднего числа работников авиапожарной службы (АПС), обеспечивающих заданную вероятность Р своевременного тушения пожаров в каждой декаде пожароопасною сезона

Среднее число требований (заявок) (МД ожидающих начало обслуживания (тушения), определяется по формуле:

КА ?гХ

=---С11

М \-Xlrvf

1 Я

где

г\ V

г - число работников АПС;

А - среднее число требований, поступающих в систему в единицу времени;

V - интенсивность обслуживания (величина, обратная среднему времени занятости специализированных сил пожаротушения с учетом их оборачиваемости);

-1

У±Д*+-1-фу

ЙЙУ (Г-Щгу-Л)V

п>

Среднее число требований (М2), находящихся в обслуживании определяются из равенства:

ГУ

Отсюда среднее число всех требований (Л/), находящихся в обслуживающей системе (в обслуживании и ожидании):

М = М, + М2. (3)

Вероятность своевременного обслуживания (Р) оценивается по формуле: М,

м, +м2

С помощью ряда математических преобразований это равенство приводится к виду.

Я/(гу( I---)2) /' = 1-------------

Д/М1- + (5)

ГУ г V

V

Интенсивность потока заявок {).) на обслуживание лесных пожаров является одним из значимых параметров рассматриваемой системы обслуживания. Оценка этого параметра даётся на основе анализа пространственно-временного распределения лесных пожаров с использованием базы архивных данных об этих пожарах Второй основной параметр данной системы обслуживания - V, также определяется с помощью базы данньк о лесных пожарах, где по каждому из них имеются сведения, касающиеся даты и времени начала и окончания ликвидации пожара, а также количества работников АПС, принимающих участие в его тушении Время обслуживания, по существу, определяет время занятости работником АПС на лесном пожаре с учетом доставки пожарных на место пожара и обратно к месту базирования после окончания процессий тушения Приведены результаты расчетов для случая размещения резерва в европейской части России

Таким образом, эффективность функционирования системы охраны лесов можно повысить, в частности, за счет рационального использования резервных ресурсов, выделяемых на борьбу с лесными пожарами, путем создания централизованного резерва быстрого реагирования, который сможет оперативно перемещаться в наиболее опасные районы, обеспечивая там необходимый уровень эффективности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров

Разработаны рекомендации по оптимальному планированию деятельности областной системы охраны лесов от пожаров С целью получения численных оценок критериев оптимальности была предложена имитационная модель, описывающая условия и процесс функционирования лесопожарных служб Ленинградской области на уровне подразделения в виде взаимосвязанного комплекса средств обнаружения, доставки и специализированных сил пожаротушения Ее отличие от моделей подобного рода в том, что она позволяет моделировать любой вид охраны (авиационной, наземной) и любую техноло[иче-скую схему организации рабогы лесопожарных служб и подразделений МЧС области

Определено, что в Ленинградской области было бы целесообразно развернуть Ленинградское оперативное отделение Северо-Западной базы авиационной охраны лссов МГ1Р РФ. Приведены результаты теоретического решения задачи оптимального планирования для сезона 2004 года по данному гипотетическому авиаотделению для случая без деления сезона на периоды, рассматриваются 3 варианта его функционирования Данная методика позволяет оценить также вероятность того, что затраты на функционирование лесопожарных служб в пожароопасном сезоне не превзойдут некоторой допустимой величины.

В главе аргументировано, что наиболее оптимальный вариант для охраны лесов России - переподчинение авиационной охраны лесов МПР РФ в состав МЧС России, соотвехственно, баз авиационной охраны - региональным центрам МЧС, а отделений - областным главным управлениям МЧС России.

Третья глава - «Методика оценки процесса управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров» состоит из 4 разделов

Па основе целевого анализа процесса управления оперативными подразделениями различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров предложен метод декомпозиции оперативной деятельности этих подразделений, основными единицами которого являются цель и задача. Показана технология анализа оперативной деятельности под-

разделений при решении частных боевых задач и всего процесса управления оперативными подразделениями пожарно-спасателъных формирований при тушении крупных лесных и торфяных пожаров в целом по этапам оперативной деятельности. Осуществлена формализация оперативной деятельности подразделений в виде неполносвязного, ориентированного графа, которая дает возможность выделить наиболее загруженный этап оперативной деятельности и этапы, реализуемые параллельно Эти этапы и будут наиболее «критическими» с точки зрения успешных действий личного состава.

Применительно к задачам исследования разработана классификация параллельных типовых функциональных структур с различными наборами логических условий для случаев «без ожидания» и «с ожиданием» и приведены модели оценки вероятностей их выполнения.

Руководитель тушения пожара (РТП) контролирует деятельность начальников боевых участков (НБУ) - это называется организационным контролем. Наиболее типичным видом организационного контроля в процессе тушения крупных лесных и торфяных пожаров является следующий' руководитель вышестоящего уровня (РТП) отдаёт команду руководителю нижестоящего уровня (НБУ), исполнительская деятельность которого контролируется РТП НБУ не может корректировать деятельность РТП Структурная схема такой составной операции показана на рис. 1.

Представим в виде дерева вероятностей все возможные исходы выполнения составной операции организационного контроля, с целью рассмотрения тех из них, которые веду г к успешному выполнению. Операция начинается с подачи команды. Если команда подана неправильно, то, в силу того, что руководитель нижестоящего уровня не может корректировать руководителя вышестоящего уровня, это приведет к ошибочному выполнению составной операции - (исход Со).

При безошибочно поданной команде руководитель нижестоящего уровня может выполнить команду правильно ( или с ошибкой ( )■ При безошибочно выполненной команде руководитель вышестоящего уровня может

признать её безошибочно выполненной (К") Это приведёт к безошибочному выполнению составной операции - Р\ (исход А|). Руководитель вышестоящего уровня может признать безошибочно выполненную команду ошибочно выполненной - К'0 (исход В^ и заставить повторить исполнение. Таким образом, можно построить все ве гви требуемого дерева. В сокращённом виде возможные исходы выполнения составной операции показаны на рис. 2.

Рис. 1. Структурная схема составной операции организационного контроля, где.

P\(Pi ) ~ вероятность безошибочной (ошибочной) подачи команды;

M(Ti), D(Ti) - математическое ожидание и дисперсия времени подачи команды;

Pi(Pi)- вероятность.безошибочною (ошибочного) исполнения команды;

M(Ti), D('I|) - математическое ожидание и дисперсия времени исполнения,

К11 - условная вероятность безошибочного признания проверяемых операций как безошибочных (при условии, что они фактически выполнены безошибочно);

К10 - (1 - К") - условная вероятность ошибочного признания проверяемых операций ошибочными (при условии, что они фактически выполнены безошибочно),

К00 - условная вероятность безошибочного признания ошибок в проверяемых операциях (при условии, что ошибки фактически есть);

К01 = (1 - К00) - условная вероятность ошибочного признания проверяемых операций безошибочными (при условии, что ошибки фактически есть);

М(Тк), Б(ТК) - математическое ожидание и дисперсия времени контроля

Рис. 2 Сокращенное дерево вероятностей возможных исходов выполнения операции организационного контроля

Имеем' исходы Л - успешное выполнение, исходы В - повторение операций, исходы С - ошибочное выполнение.

Безошибочный переход к выполнению следующих операций с вероятностью:

Ай=Р1г-Кп\ (6)

переход на повторение исполнения команды с вероятностью:

(7)

ошибочный переход к выполнению следующих операций с вероятностью:

Сй=р°2-Км- (8)

Аналогично имеем-

А = Вй/}\Ки =В0А0-,

5, = + р1Кт)= В02;

= Вйра2Кт = 50С0;

а2 = В;А0, (9)

в 2 = В1;

с2 = в^ С0 = В0 -С0.

Таким образом'

= с,=^-с0 (ю)

На основе теории функциональных сетей и математических моделей комнлексирования параллельных единиц деятельности личного состава разработана методика оценки процесса управления оперативными подразделениями различной ведоме 1венной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров. В соответствии с целью, поставленной перед подразделениями, формулируются задачи, методы решения которых определяются по мере уючнения боевых задач, соства технических средств пожаротушения и т.д Особый интерес представляет процедура «сшивки» функциональных сетей в комплексы структуры, которые бы адекватно отображали комплексную дея-1ельность оперативных подразделений пожарно-спасательных формирований при тушении крупных лесных и торфяных пожаров Такие структуры состоят из параллельно-выполняемых алгоритмов (подалгоритмов) и программ. Каж-

дый в отдельности алгоритм (подалгоритм) комплексного алгоритма (подалго-ритма) может быть «свернут» и «развернут». Потому, при рассмотрении комплексного алгоритма в виде функциональной структуры в работе его рассматривают как типовую функциональную структуру из параллельно выполняемых операций. То есть, комплексную структуру деятельности можно представить в упрощенном варианте в виде типовых функциональных структур из параллельно выполняемых операций. Напомним, что под операцией будем иметь в виду частный алгоритм (подалгоритм) в «свёрнутом» виде «Сшивающим» звеном здесь является набор логических условий с различивши функциями алгебры логики (ФАЛ), для начала и конца процесса функционирования системы.

В главе определено, что эффективность функционирования системы охраны лесов можно повысить, в частности, за счет рационального использования ресурсов, выделяемых различными ведомствами на борьбу с лесными пожарами Лицо, принимающее решение (в нашем случае - РТП) при организации работ по тушению, должно оценить необходимый объем работ, который зависит от площади пожара к моменту начала тушения, условий распространения огня, а также от тактики тушения.

В случае прямой атаки (непосредственное тушение по кромке) контур пожара определяется замкнутой кривой, описываемой радиусом г [6,1]:

где г - радиус, описывающий контур свободно распрос граняющегося пожара к моменту начала тушения;

где I - время, отсчитываемое с момента начала тушения,

0 - полярный угол, У(- - скорое гь фронта, V, - скорость флан1 а, Ув - скорость тыла, п - параметр формы, определяемый эмпирически для различных видов лесной пожарной нагрузки.

г{в,1) = г(в) + г(в)1.

(11)

У/+(Ур-Уг)со&" 0, 0<в<я/2 Уй+(У,-Уя)ат''в, я72 <в<п

(12)

Указанная формула (12) для радиальной скорости распространения огня является достаточно гибкой и может быть использовано для различных форм пожара.

Заметим, что необходимым условием построения локалгаационной кривой (т.е границы выгоревшей площади) является'

Л(в) > г/(1 + (г' /г)2)"2 (13)

Правая часть неравенства (13) представляет собой скорость продвижения кромки огня в направлении, перпендикулярном к 1ранице Поэтому успешная локализация пожара возможна только в случае выполнения этого неравенства.

Основными параметрами лесного пожара являются выгоревшая площадь и периметр (длина локализационной кривой) Общая выгоревшая площадь получается из равенства.

0„ I ж ()

S = R\0ü) J ехр(2J/(0')d9¡)d0 (14)

о„ в,

Периметр Р и время тушения определяются по формулам-

+ * Í в 1 Р = R(0O) I jexp J/(0 )d0 U/sin ad9 (I5)

I J

»,«г в )

Дt = R(0B) f (exp J j(9 )d0 ))/Á(0)sin a\dd (щ

"o [ 0a \

Здесь значение R(0) зависит от выбора начальной точки fío Если работы начинаются с фронта пожара, тогда:

во -0, R(0ü)=r(O) (17)

где ríO) - расстояние от точки загорания до фронта пожара в момент начала тушения

Если работы начинаются с тыла пожара, ю

О0 = Tf,R{ea) = {VB / )г0 (0). (18)

Чтобы определить количество тушилыциков, необходимых для успешной локализации лесного пожара, надо знать скорость тушения огня одним тушилыциком при и-ом способе тушения, тогда искомое количество людей, принимающих участие в тушении лесного пожара, будет равно отношению 2Шп (X - скорость локализации лесного пожара в одном направлении).

Значения отношений конечной выгоревшей площади к начальной, при которых рассчитывалось количество тушилыциков, указано в таблице 2 Результаты расчётов представлены в таблице 3 и 4.

Таблица 2

Отношение конечной площади к начальной для различных условий функционирования системы охраны лесов от пожаров

Условия работы Отношение конечной площади к начальной

Уровень пожарной опасности (УПО) Скорость ветра на м/ст. (м/с) Зеленый мох Лишайник Вереск

1 УПО <10 45 45 4.5

(1-2 КПО) >10 5 5 5

2 УПО <10 2.5 2.5 2.5

(3 КПО) >10 3 3 3

ЗУПО <10 1.2 1 2 1 2

(4-5 КПО) >10 1 5 1 5 1.5

В главе предложена методика оценки ущерба от лесных пожаров, которая позволяв! оценить экономические потери от пожаров, косвенно оценивая эффективность управления совмесшыми действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении круппых лесных и торфяных пожаров.

Таблица 3

Количество тушилыциков, необходимое для своевременной локализации пожара, при заданных тактике (прямая атака с фронта) и способе тушения (захлестывание) для соответствующих условий функционирования системы охраны, чел.

Условия работы Преобладающий тип ЛГМ

Уровень пожарной опасности (У ПО) Скорость ветра на м/ст (м/с) Зеленый мох Лишайник Вереск

утро день утро день утро день

1 УПО (1-2 КПО) <10 7 10 3 8 7 13

>10 12 20 8 13 18 25

2 УПО (3 КПО) <10 9 13 5 10 10 17

>10 16 25 10 24 26 37

ЗУПО (4-5 КПО) <10 12 17 11 15 18 23

>10 25 34 24 32 43 56

Таблица 4

Количество тушилыциков, необходимое для своевременной локализации пожара, при заданных тактике (косвенная атака с фронта) и способе тушения (отжиг от опорных полос) для соответствующих условий функционирования

системы охраны, чел

Условия работы Преобладающий тип ЛГМ

Уровень пожарной опасности (УПО) Скорость ветра на м/ст. (м/с) Зеленый мох Лишайник Вереск

утро день утро день утро день

1УПО (1-2 КПО) <10 1 2 1 2 2 2

>10 2 4 2 3 3 5

2 УПО (3 КПО) <10 2 2 1 2 2 3

>10 3 4 3 4 4 1 7

ЗУПО (4-5 КПО) <10 2 2 2 2 2 4

>10 4 6 4 5 6 9

В заключении излагаются основные итоги работы, перечисляются научные и практические результаты, их значимость для теории и практики Сформулированы возможные направления дальнейших исследований

В приложение 1 приведен комплексный план мероприятий по охране лесов Ленинградской области от лесных и торфяных пожаров на 2003-2005 годы, к разработке которого автор имел непосредственное отношение

В приложениях 2-4 приведены лесопожарные термины и выражаемые ими понятия, примеры заполнения формуляров сведений о выполнении мероприятий по подготовке к пожароопасному сезону и о произошедших лесных пожарах.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 На основе проведенного анализа существующих моделей разработана математическая модель расчета скорости локализации лесного пожара, которая позволяет моделировать процесс взаимодействия движущейся кромки огня и подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении лесных пожаров Методика на основе предложенной модели может быть использована в практической деятельности на этапе принятия решений по определению необходимых сил и средств пожаротушения для локализации лесного пожара

2 Па основе теории функциональных сетей разработаны математические модели комплексирования параллельных единиц деятельности личного состава (целей, задач, комплексных структур, алгоритмов, программ, блоков операций и тп); обобщены признаки параллельности и описаны логические условия начала и окончания параллельной деятельности специалистов пожар-но-спасательных формирований различных ведомств при тушении крупных лесных и торфяных пожаров Па основе теории функциональных сетей и математических моделей комплексирования параллельных единиц деятельности лично) о состава разрабо гана методика оценки процесса упраялетгия оперативными подразделениями различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров

3 Разработана методика расчета централизованного авиапожарного резерва для тушения крупных лесных и торфяных пожаров, которая может быть использована для расчета среднего числа работников АПС, обеспечивающих заданную вероятность своевременного тушения пожаров в каждой декаде пожароопасного сезона, позволяя повысить эффективность функционирования системы охраны лесов за счет рационального использования резервных ресурсов, выделяемых ни борьбу с лесными пожарами, путем создания централизованного резерва быстрого реагирования, который сможет оперативно перемещаться в наиболее опасные районы

4 Разработаны рекомендации по оптимальному планированию деятельности областной системы охраны лесов от пожаров, в частности рекомендуется создать Ленинградское оперативное отделение Северо-Западной базы авиационной охраны лесов МПР РФ, для которого рассчитан оптимальный состав авиапожарной службы

5 Разработаны рекомендации по применешпо космического мониторинга для управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров, в частности предложена структура и предложения по программно-аппаратному комплексу системы оперативного управления совместными действиями подразделений при тушении пожаров

6. Полученные результаты могут быть положены в основу перспективных нормативных документов, регламентирующих порядок руководства оперативными подразделениями МЧС России при их совместной деятельности с подразделениями различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров, а также в основу дальнейших научных и прикладных разработок в части организации обеспечения пожарной безопасности лесов России.

Основные опубликованные работы по теме диссертации:

1 Шапошников С В , Яркин В В Существующие проблемы организации тушения крупных лесных и торфяных пожаров в Ленинградской области //

Международный опыт подготовки специалистов пожарно-спасательного профиля Материалы международной научно-практической конференции Санкт-Петербург, 20-21 января 2004 г СПб.' СПбИ ГПС МЧС России, 2004. 0,2/0,1 п л.

2 Таранцев Л А , Яркин В В Методика оценки процесса управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров // Новые технологии в деятельности органов и подразделений МЧС России Материалы научно-практической конференции Санкт-Петербург, 26 мая 2004 г СПб.' СПбИ ГПС МЧС России, 2004. 0,2 п л

3 Яркин В.В Модель и методика расчета скорости локализации лесного пожара // Проблемы обеспечения безопасности при чрезвычайных ситуациях Материалы международной научно-практической конференции Санкт-Петербург, 27-28 октября 2004 г. СПб : СПбИ ГПС МЧС России, 2004 0,3 / 0,15 п.л

4 Груданова О В , Погорельская К.В., Таранцев А А., Яркин В В. Об оценке помехоустойчивости логических схем // Вестник Санкт-Петербургского института ГПС МЧС России №2 (9), 2005. СПб. СПбИ ГПС МЧС России. 2005. С. 37-43 0,6/0,2 п.л

5 Яркин В В Вопросы подготовки проведения организационных мероприятий проводимых органами исполнительной власти, направленных на предупреждение и тушение крупных лесных, и торфяных пожаров в Ленинградской области // Применение современных методов и форм методической работы в подготовке специалистов пожарно-спасательного профиля (международный опыт) Материалы международной научно-практической конференции Санкт-Петербург, 9 февраля 2005 г СПб СПбИ ГПС МЧС России, 2005. 0,2 п.л.

1

t

'S

-t

*

ff

Подписано в печать 13 10 2005 Формат 60x84

Печать офсетная Объем 1,0 п л Тираж 100 экз

Отпечатано в Санкт-Петербургском институте ГПС МЧС России 196)05, Санкт-Петербург, Московский проспект, д 149

РПБ Русский фонд

2006-4 20905

Список сокращений.

Введение.

1. Проблемы управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров

1.1. Существующие проблемы организации тушения крупных лесных и торфяных пожаров в Ленинградской области.

1.2. Особенности организации тушении лесных пожаров.

1.3. Особенности организации тушения пожаров торфяных полей и месторождений торфа.

Выводы по 1 главе.

2. Рекомендации по применению спутников и авиации для мониторинга и тушения крупных лесных и торфяных пожаров

2.1. Космический мониторинг лесных пожаров в системе МЧС России.

2.2. Рекомендации по применению космического мониторинга для управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров.

2.3. Методика расчета централизованного авиапожарного резерва для тушения крупных лесных и торфяных пожаров.

2.4. Рекомендации по оптимальному планированию деятельности областной системы охраны лесов от пожаров.

Выводы по 2 главе.

3. Методика оценки процесса управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров

3.1. Функционально - структурное моделирование процессов борьбы с крупными лесными и торфяными пожарами.

3.2. Методика оценки процесса управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров на основе теории функциональных сетей.

3.3. Модель и методика расчета скорости локализации лесного пожара.

Актуальность. Проблема лесных пожаров своими корнями уходит в доисторическое прошлое, как природный фактор она появились вместе с древесной растительностью. Человек, используя огонь, как эффективное средство борьбы за жизненное пространство, нарушил это природное равновесие, создал предпосылку для возникновения пожаров на протяжении всего пожароопасного сезона.

Лесные пожары характерны для всех стран мира, обладающих значительными лесными ресурсами, особенно для Российской Федерации, которая обладает самыми большими лесными массивами в мире.

Главные проблемы борьбы с лесными пожарами:

1) сложность профилактики и предупреждения пожаров;

2) проблемы раннего обнаружения пожара;

3) своевременность доставки сил и средств к очагу горения;

4) дефицит огнетушащих составов на месте пожара;

5) обилие и разнообразие горючих материалов, неравномерность их распределения в очаге горения;

6) особая зависимость от погодных и климатических условий;

7) обширная территория их удаленность от служб наблюдения, охраны, пожаротушения;

8) труднодоступность регионов возникновения пожаров и рассредото-ченность очагов горения.

Все это, помноженное на коэффициент фактической бесхозности наших лесов, приводит к огромным потерям от лесных пожаров, ущерб от которых в России в засушливые годы исчисляется многими миллиардами рублей в год.

Помимо большого экономического ущерба, лесные пожары наносят огромный экологический ущерб, гибнет флора и фауна. За последние 10 лет среднестатистическая площадь лесного пожара выросла в 5-6 раз.

Проблема обеспечения пожарной безопасности лесных и торфяных массивов во всем мире, как и пожарной безопасности, вообще, является комплексной и заключается в:

- эффективности профилактики пожаров, т.е. их предупреждении, недопущении возникновения;

- своевременности их обнаружения (в случая возникновения);

- эффективности боевых действий по тушению.

Добиться успехов на поприще профилактики лесных пожаров при наших российских территориях, масштабах системы лесопользования, охраны и лесовладения - нереально, поэтому в РФ основные усилия целесообразно сосредоточить на своевременности обнаружения и повышении эффективности тушения уже возникших пожаров.

В соответствии с Основами лесного законодательства и «Правилами пожарной безопасности в лесах Российской Федерации» утвержденными постановлением Совета Министров Российской Федерации от 9 сентября 1993 года № 886 [33] охрана лесов от пожаров возложена на Федеральную службу лесного хозяйства Министерства природных ресурсов (МПР) и организованную в ее системе службу Государственной лесной охраны. Например, при тушении крупных лесных и торфяных пожаров: от МПР РФ задействованы работники, пожарная и специальная техника пожарно-химических станций лесхозов и лестничеств (заказников, национальных природных парков), авиационная техника и десантники-пожарные авиапожарной службы (АПС); от МЧС России - пожарная и специальная техника, личный состав Государственной противопожарной службы (ГПС), аварийно-спасательной службы и войск гражданской обороны; от Министерства обороны - пожарная техника объектовых военизированных пожарных подразделений, расположенных в лесу и ближайших населенных пунктах, военнослужащие воинских частей, учебных заведений и учреждений, автотракторная техника; от МВД России -сотрудники милиции, ГАИ, военнослужащие внутренних войск, а также население близлежащих населенных пунктов. Кроме того, в угрожающих случаях может привлекаться личный состав пограничных войск ФСБ и подразделений охраны ГУИН Министерства юстиции РФ, а также учащиеся старших классов школ, средних и высших учебных заведений.

Руководитель тушения пожара (РТП) в лесу или торфяника в составе лесничества (лесхоза) - представитель этого лесхоза, однако на практике работники лесхозов и лесничеств самоустраняются от руководства организацией тушения пожара, особенно при наличии офицеров МЧС России, перекладывая на них эту обязанность, что являлось нарушением ведомственных инструкций и приказов. Таким образом, управление совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров - в настоящий момент важная и актуальная задача, стоящая перед органами управления МЧС России.

Таким образом, цель диссертационной работы - повышение эффективности управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров, на примере Ленинградской области.

Объект исследования - процессы управления действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров.

Предмет исследования — модели, системы и методики организации управления действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров.

Научная задача, решаемая в диссертационной работе, заключается в разработке моделей и методик оценки процесса управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров, а также в выработке рекомендаций практическим органам управления этих ведомств по оптимальному планированию деятельности и мониторингу всей системы охраны лесов от пожаров (на примере Ленинградской области).

Научная новизна диссертационного исследования состоит в том, что впервые, применительно к современным экономическим и нормативно-правовым условиям разработаны модель и методика расчета скорости локализации лесного пожара, методика расчета централизованного авиапожарного резерва, методика оценки процесса управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров на основе теории функциональных сетей. Предложены рекомендации по оптимальному планированию деятельности областной системы охраны лесов от пожаров и по применению космического мониторинга для управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров.

Методы исследования. При разработке основных положений диссертационной работы использовались методы исследования, основанные на общей теории систем, математической статистики, математического моделирования, теории вероятности, теории нечетких множеств, а так же функционально-структурного моделирования.

На защиту выносятся следующие основные результаты диссертационных исследований:

1. Модель и методика расчета скорости локализации лесного пожара.

2. Методика оценки процесса управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров на основе теории функциональных сетей.

3. Методика расчета централизованного авиапожарного резерва для тушения крупных лесных и торфяных пожаров.

4. Рекомендации по оптимальному планированию деятельности областной системы охраны лесов от пожаров.

5. Рекомендации по применению космического мониторинга для управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров.

Научно-практическая ценность. Разработанная математическая модель расчета скорости локализации лесного пожара адекватно отражает процесс взаимодействия движущейся кромки огня и подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении лесных пожаров. Методика на основе предложенной модели хМожет быть использована в практической деятельности на этапе принятия решений по определению необходимых сил и средств пожаротушения для локализации лесного пожара как наиболее трудоемкого этапа в процессе тушения.

На основе теории функциональных сетей и математических моделей комплексирования параллельных единиц деятельности личного состава разработана методика оценки процесса управления оперативными подразделениями различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров.

Методика расчета централизованного авиапожарного резерва для тушения крупных лесных и торфяных пожаров может быть использована для расчета среднего числа работников АПС, обеспечивающих заданную вероятность своевременного тушения пожаров в каждой декаде пожароопасного сезона.

На основе имитационной модели, описывающей условия и процесс функционирования лесопожарных служб Ленинградской области на уровне подразделения в виде взаимосвязанного комплекса средств обнаружения, доставки и специализированных сил пожаротушения разработаны рекомендации по оптимальному планированию деятельности областной системы охраны лесов от пожаров.

Разработаны рекомендации по применению космического мониторинга для управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров, в частности предложена структура системы оперативного управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров.

Результаты диссертационного исследования внедрены в Департаменте территориальной политики МЧС России и в Главном управлении МЧС России по Ленинградской области. Отдельные положения используются в образовательном процессе в Санкт-Петербургском институте Государственной противопожарной службы МЧС России.

Апробация исследования. Научные результаты, полученные в диссертационном исследовании, докладывались и обсуждались с 2003 по 2005 год на заседаниях кафедры пожарной тактики, а также на следующих научно-практических конференциях:

1) международной научно-практической конференции «Международный опыт подготовки специалистов пожарно-спасательного профиля», Санкт-Петербург, 20-21 января 2004 года;

2) научно-практической конференции «Новые технологии в деятельности органов и подразделений МЧС России», Санкт-Петербург, 26 мая 2004 года;

3) международной научно-практической конференции «Проблемы обеспечения безопасности при чрезвычайных ситуациях», Санкт-Петербург, 27-28 октября 2004 года;

4) международном научно-практическом семинаре «Применение современных методов и форм методической работы в подготовке специалистов пожарно-спасательного профиля», Санкт-Петербург, 9 февраля 2005 года.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Выводы по 3 главе

На основе целевого анализа процесса управления оперативными подразделениями различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров предложен метод декомпозиции оперативной деятельности этих подразделений, основными единицами которого являются цель и задача, показана технология анализа оперативной деятельности подразделений при решении частных боевых задач и всего процесса управления оперативными подразделениями пожарно-спасательных формирований при тушении крупных лесных и торфяных пожаров в целом по этапам оперативной деятельности.

Формализация оперативной деятельности подразделений в виде непол-носвязного, ориентированного графа дает возможность выделить наиболее загруженный этап оперативной деятельности и этапы, реализуемые параллельно. Эти этапы и будут наиболее «критическими» с точки зрения успешных действий личного состава.

На основе теории функциональных сетей разработаны математические модели комплексирования параллельных единиц деятельности личного состава (целей, задач, комплексных структур, алгоритмов, программ, блоков операций и т.п.); обобщены признаки параллельности и описаны логические условия начала и окончания параллельной деятельности специалистов по-жарно-спасательных формирований различных ведомств при тушении крупных лесных и торфяных пожаров.

Применительно к задачам исследования разработана классификация параллельных типовых функциональных структур с различными наборами логических условий для случаев «без ожидания» и «с ожиданием» и приведены модели оценки вероятностей их выполнения.

На основе теории функциональных сетей и математических моделей комплексирования параллельных единиц деятельности личного состава разработана методика оценки процесса управления оперативными подразделениями различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров.

Разработанная математическая модель расчета скорости локализации лесного пожара адекватно отражает процесс взаимодействия движущейся кромки огня и команды тушилыциков при тушении лесных пожаров, в результате локализации которых конечная выгоревшая площадь превосходит площадь пожара к моменту начала тушения в 1,8 - 3,0 раза. Методика на основе предложенной модели может быть использована работниками лесопо-жарных служб в их практической деятельности на этапе принятия решений по определению необходимых сил и средств пожаротушения для локализации лесного пожара как наиболее трудоемкого этапа в процессе тушения.

Предложена методика оценки ущерба от лесных пожаров, которая позволяет оценить экономические потери от пожаров, косвенно оценивая эффективность управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения диссертационной работы и в соответствии с научной задачей получены следующие результаты:

На основе проведенного анализа существующих моделей разработана математическая модель расчета скорости локализации лесного пожара, которая позволяет моделировать процесс взаимодействия движущейся кромки огня и подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении лесных пожаров. Методика на основе предложенной модели может быть использована в практической деятельности на этапе принятия решений по определению необходимых сил и средств пожаротушения для локализации лесного пожара, как наиболее трудоемкого этапа в процессе тушения.

На основе теории функциональных сетей разработаны математические модели комплексирования параллельных единиц деятельности личного состава (целей, задач, комплексных структур, алгоритмов, программ, блоков операций и т.п.); обобщены признаки параллельности и описаны логические условия начала и окончания параллельной деятельности специалистов по-жарно-спасательных формирований различных ведомств при тушении крупных лесных и торфяных пожаров. Применительно к задачам исследования разработана классификация параллельных типовых функциональных структур с различными наборами логических условий для случаев «без ожидания» и «с ожиданием» и приведены модели оценки вероятностей их выполнения. На основе теории функциональных сетей и математических моделей комплексирования параллельных единиц деятельности личного состава разработана методика оценки процесса управления оперативными подразделениями различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров.

Методика оценки ущерба от лесных пожаров позволяет оценить экономические потери от пожаров, косвенно оценивая эффективность управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров. Методика позволяет определить величины реально понесенного ущерба от лесных пожаров и основывается на методах учета повреждений, причиненных лесным пожаром всем компонентам леса в процессе ликвидации пожара и в период после ликвидации до возраста рубки, на кадастровых ценах на участки лесного фонда, на ставках лесных податей. Наиболее важной с точки зрения экономической значимости представляется рентная часть лесной составляющей общей величины ущерба.

Разработана методика расчета централизованного авиапожарного резерва для тушения крупных лесных и торфяных пожаров, которая может быть использована для расчета среднего числа работников АПС, обеспечивающих заданную вероятность своевременного тушения пожаров в каждой декаде пожароопасного сезона. Таким образом, эффективность функционирования системы охраны лесов можно повысить, в частности, за счет рационального использования резервных ресурсов, выделяемых ни борьбу с лесными пожарами, путем создания централизованного резерва быстрого реагирования, который сможет оперативно перемещаться в наиболее опасные районы, обеспечивая там необходимый уровень эффективности совместных действий подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров. Целесообразность создания такого резерва обусловлена тем, что высокая пожарная опасность в пределах одного района возникает сравнительно редко и продолжается неполный сезон.

На основе имитационной модели, описывающей условия и процесс функционирования лесопожарных служб Ленинградской области на уровне подразделения в виде взаимосвязанного комплекса средств обнаружения, доставки и специализированных сил пожаротушения разработаны рекомендации по оптимальному планированию деятельности областной системы охраны лесов от пожаров. В качестве иллюстрации изложенного приведены результаты теоретического решения задачи оптимального планирования для сезона 2004 года по Ленинградскому (гипотетическому) авиаотделению Северной территориальной авиабазы охраны лесов МПР РФ (случай - без деления сезона на периоды), рассматриваются 3 варианта его функционирования. Рекомендуется создать Ленинградское оперативное отделение СевероЗападной базы авиационной охраны лесов МПР РФ, для которого рассчитан оптимальный состав авиапожарной службы (минимальный вариант).

Разработаны рекомендации по применению космического мониторинга для управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров, в частности предложена структура системы оперативного управления совместными действиями подразделений различной ведомственной принадлежности при тушении крупных лесных и торфяных пожаров. Предлагаемый в этой системе для реализации в Ленинградской области программно-аппаратный комплекс может быть использован для решения следующих задач лесопо-жарного мониторинга: оперативной оценки пожарной опасности путём компьютерного анализа информации в ближнем и дальнем инфракрасных диапазонах спектра; картирование динамики очагов крупных пожаров, определение энергетических свойств кромки пожара; пространственной оценки оптико-физических параметров зоны задымления в условиях массовых загораний; картирование внутримассовых осадков и оценки состояния грозовой и ресурсной облачности; инвентаризации пожарищ и диагностики послепожар-ного состояния гарей; изучения пространственно-временной динамики границы снегового покрова, как критерия наступления и окончания пожароопасного сезона; совместно с системой грозопеленгации обнаружения массовых загораний от гроз.

Все полученные автором в процессе диссертационных исследований научные результаты подтверждены 3 актами реализации: в Департаменте территориальной политики МЧС России, в Главном управлении МЧС России по Ленинградской области и в Санкт-Петербургском институте Государственной противопожарной службы МЧС России, что подтверждает актуальность, научную новизну, достоверность и практическую значимость работы.

Научные результаты, полученные в диссертационном исследовании, докладывались и обсуждались с 2003 по 2005 год на заседаниях кафедры пожарной тактики, а также на 4 научно-практических конференциях и семинарах, в том числе 3 международных.

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.

1. Федеральные нормативные, правовые документы

2. ГОСТ Р 22.1.01 95. Мониторинг и прогнозирование. Основные положения. М.: Юридическая литература, 1995.

3. ГОСТ Р 22.1.02 95. Мониторинг и прогнозирование. Термины и определения. М.: Юридическая литература, 1995.

4. ГОСТ Р 22.1.04 99. Мониторинг и прогнозирование лесных пожаров. Общие требования. М.: Юридическая литература, 1999.

5. Закон РСФСР от 19.12.91 № 2060-1 «Об охране окружающей природной среды». М.: Юридическая литература, 1992.

6. Инструкция о порядке ведения государственного учета лесного фонда. Утверждена приказом Федеральной службы лесного хозяйства России от 30.05.97 № 72. М.: МПР РФ, 1997.

7. Инструкция о порядке привлечения к ответственности за нарушение лесного законодательства. Утверждена постановлением Государственного комитета СССР по лесному хозяйству от 22.04.86 № 1. М.: МЛХ РСФСР, 1986.

8. Инструкция по авиационной охране лесов (согласована с Федеральной авиационной службой России 15.09.97 и утверждена приказом Федеральной службой лесного хозяйства России от 22.09.97 № 122). М.: МПР РФ, 1997.

9. Кодекс Российской Федерации об административных правонарушениях (принят 30.12.2001 № 196-ФЗ и введен в действие с 01.07.2002). М.: Юридическая литература, 2002.

10. Лесной кодекс Российской Федерации, введен в действие Федеральным законом от 29.01.97 №22-ФЗ. М.: Юридическая литература, 1997.

11. Методика организации и проведения космовизуальных наблюдений в целях охраны лесов от пожаров (согласована с Центром подготовки космонавтов им. Ю.А.Гагарина 31.12.86 и утверждена Министерством лесного хозяйства РСФСР 31.12.86). М.: МЛХ РСФСР, 1987.

12. Об утверждении перечней государственных должностей федеральной государственной службы. Указ Президента Российской Федерации от0309.97 №981. М.: Юридическая литература, 1997.

13. Общее положение об органе управления лесным хозяйством в субъекте Российской Федерации. Утверждено приказом Федеральной службы лесного хозяйства России от 15.04.98 № 58. М.: МПР РФ, 1998.

14. Основные положения по лесовосстановлению и лесоразведению в лесном фонде Российской Федерации. Утверждены приказом Федеральной службы лесного хозяйства России от 27.12.93 № 344. М.: МПР РФ, 1993.

15. Положение о государственной лесной охране Российской Федерации. Утверждено постановлением Правительства Российской Федерации от2707.98 № 850. М.: Юридическая литература, 1998.

16. Положение о Государственной лесной службе Министерства природных ресурсов Российской Федерации (утверждено приказом МПР России от 27.04.2002 №235). М.: МПР РФ, 2002.

17. Положение о лесничем Федеральной службы лесного хозяйства России. Утверждено Федеральной службой лесного хозяйства России от 03.05.95.

18. Положение о лесопатологическом мониторинге. Утверждено Федеральной службой лесного хозяйства России 12.09.97. М.: МПР РФ, 1998.

19. Положение о Межведомственной экспертной лесоводственно-эко-логической комиссии. Утверждено постановлением Правительства Российской Федерации от 08.09.94 № 1034. М.: Юридическая литература, 1994.

20. Положение о пожарно-химических станциях (утверждено приказом Федеральной службой лесного хозяйства России от 19.12.97 № 167). М.: МПР РФ, 1998.

21. Положение о порядке отнесения территорий лесного фонда и не входящих в лесной фонд лесов Российской Федерации к зонам и районам охраны (утверждено Федеральной службой лесного хозяйства России 19.09.97). М.: МПР РФ, 1997.

22. Положение о Федеральной службе лесного хозяйства России. Утверждено постановлением Правительства Российской Федерации от 10.02.98 № 173. М.: Юридическая литература, 1998.

23. Порядок предоставления гражданам и юридическим лицам информации о лесном фонде, являющейся федеральной собственностью. Утвержден постановлением Правительства Российской Федерации от 29.09.97 №1252. М.: Юридическая литература, 1997.

24. Постановление Правительства Российской Федерации от 03.07.97 №804 «О специально уполномоченных государственных органах управления в области использования, охраны, защиты лесного фонда и воспроизводства лесов». М.: Юридическая литература, 1997.

25. Постановление Правительства Российской Федерации от 15.09.97 № 1169 «О порядке отнесения лесов к группам лесов и категориям защищенности лесов первой группы». М.: Юридическая литература, 1997.

26. Постановление Правительства Российской Федерации от 19.01.98 № 67 «О специально уполномоченных государственных органах по охране, контролю и регулированию использования объектов животного мира и среды их обитания». М.: Юридическая литература, 1998.

27. Постановление Правительства РФ от 24.03.97 г. № 334 «Об обмене оперативной информацией по фактам чрезвычайных ситуаций» (введено в действие Приказом МЧС России от 10.04.97 г. № 203). М.: Юридическая литература, 1997.

28. Постановление Правительства РФ от 24.11.93 г. № 1229 «О создании единой государственной системы экологического мониторинга» М.: Юридическая литература, 1993.

29. Правила пожарной безопасности в лесах Российской Федерации. Утверждены постановлением Совета Министров Правительства Российской Федерации от 09.09.93 № 886. М.: Юридическая литература, 1993.

30. Приказ МЧС России от 12 ноября 2001 г. № 483 «О введение Положения о системе мониторинга, лабораторного контроля и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. М.: МЧС России, 2001.

31. Приказ МЧС России от 27 марта 1997 г. № 174 «О создании Всероссийского центра мониторинга и прогнозирования ЧС природного и техногенного характера». М.: МЧС России, 1997.

32. Распоряжение Президента Российской Федерации от 20 марта 2000 г. №86-рп «О создании системы мониторинга, лабораторного контроля и прогнозирования ЧС природного и техногенного характера». М.: Юридическая литература, 2000.

33. Рекомендации по обнаружению и тушению лесных пожаров (утверждены Федеральной службой лесного хозяйства России 17.12.97). М.: МПР РФ, 1998

34. Рекомендации по противопожарной профилактике в лесах и регламентация работы лесопожарных служб (утверждены Федеральной службой лесного хозяйства России 17.11.97). М.: МПР РФ, 1998.

35. Санитарные правила в лесах Российской Федерации. Утверждены приказом Федеральной службы лесного хозяйства России от 15.01.98 № 10. М.: МПР РФ, 1998.

36. Типовой оперативный план борьбы с лесными пожарами (утвержден Федеральной службой лесного хозяйства России от 17.11.97). М.: МПР РФ, 1998.

37. Уголовный кодекс Российской Федерации. М.: Юридическая литература,2004.

38. Федеральный закон от 10.01.96 № 4-ФЗ «О мелиорации земель». М.: Юридическая литература, 1996.

39. Федеральный закон от 14.03.95 № ЗЗ-ФЗ «Об особо охраняемых природных территориях». М.: Юридическая литература, 1995.

40. Федеральный закон РФ «О защите населения и территорий от ЧС природного и техногенного характера» (Принят Государственной Думой 11 ноября 1994 г.). М.: Юридическая литература, 1994.

41. Постановление Правительства Ленинградской области № 71 от 22 апреля 2004 года «О комплексе мер по усилению противопожарной охраны лесов и торфяных месторождений Ленинградской области в пожароопасный период 2004 года».

42. План оперативных совместных действий Главного управления природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Санкт

43. Петербургу и Ленинградской области и Главного управления по делам ГО и ЧС и администрации Ленинградской области (согласован 12.03.2003 года).

44. Распоряжение Губернатора Ленинградской области «О создании единой дежурно диспетчерской службы Ленинградской области» № 448 -рг от 29 августа 2002 года. СПб.: 2002.1. Литература

45. Повзик Я.С. Пожарная тактика: М.: ЗАО «СПЕЦТЕХНИКА», 1999.411 с.

46. Бессмертнов В.Ф., Вязигин В.Г., Малыгин И.Г. Пожарная тактика в вопросах и ответах. Учебное пособие / Под общей ред. B.C. Артамонова. СПб.: СПбИ ГПС МЧС России, 2003. 192 с.

47. Рекомендации об особенностях ведения боевых действий и проведения ПАСР, связанных с тушением пожаров на различных объектах. М.: ГУГПС МВД России, 2000.

48. Повзик Я.С. Справочник руководителя тушения пожара: М.: ЗАО «СПЕЦТЕХНИКА», 2001. 361 с.

49. Боевой устав пожарной охраны. М.: МВД РФ, 1995.

50. Абдурагимов И.М. Новая концепция борьбы с лесными пожарами / Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. Реф. сборник, Вып. 2 М.: ВИНИТИ, 1991.

51. Арцыбашев Е.С. Лесные пожары и борьба с ними. М.: Лесная промышленность, 1974.

52. Давыденко Э.П. Опыт применения самолетов-танкеров для тушения лесных пожаров / В сб. «Борьба с лесными пожарами». СПб.: СПбНИ-ИЛХ, 1998. С. 51-59.

53. План мероприятий по использованию средств наблюдения и контроля космического базирования для предупреждения и оперативного контроля ЧС (утвержден приказом МЧС России от 10.11.96 г. № 722). М.: МЧС России, 1996.

54. Всероссийский центр мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций «Антистихия», 2002.

55. Азроянц Э.А., Понько В.А., Хизаметдинов C.B. System "Ecosocioprognosis and steady development" // Доклад на сессии научного комитета «СО РАН-НАТО». Брюссель: 1998.

56. Понько В.А. Simulation of geocosmic relations in the Ecoprognosis system // Труды международной конференции по математическим методам в естествознании. Варна: 1996.

57. Арцыбашев Е.С. и др. Инфракрасная аэросъёмка лесных пожаров с высотных самолётов и искусственных спутников Земли. М.: Лесное хозяйство. 1971. №5. С. 60-64.

58. Арцыбашев Е.С. и др. Применение спутниковой информации в охране лесов от пожаров: Практические рекомендации. Л.: ЛенНИИЛХ, 1977. 28 с.

59. Седых В.Н. Аэрокосмический мониторинг лесного покрова. Новосибирск: Наука, Сиб. отделение, 1991.

60. Гарбурк C.B., Гершензон В.Е. Космические системы дистанционного зондирования Земли. М.: Изд. АиБ, 1997. 296 с.

61. Хилов A.M., Чехии Л.П. Система по оперативному выявлению очагов лесных пожаров по данным ИСЗ if Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов. Т. 2. М.: 1994. С. 16-17.

62. Арцыбашев Е.С. и др. Использование спутниковой информации для определения координат лесных пожаров / В сб. «Борьба с лесными пожарами». СПб.: СПбНИИЛХ, 1998. С. 15-22.

63. Коровин Г.Н., Покрывайло В.Д., Солодовникова Н.И. Анализ и моделирование статистической структуры поля горимости лесов. Л.: ЛенНИИЛХ, 1984. 63с.

64. Душа-Гудым С.И. Сезонная и многолетняя динамика горимости лесом РСФСР // ЭИ, вып. 7. Серия: Охрана и защита леса. M.: 1978. 30 с.

65. Телицын Г.Н. и др. Рекомендации по охране лесов от пожаров в районах Дальнего Востока. Хабаровск: 1982.

66. Гнеденко Б.В., Коваленко И.Н. Введение в теорию массового обслуживания. М: Наука, 1966. 431 с.

67. Алдохин И.П. Теория массового обслуживания в промышленности. М.: Экономика, 1970. 204 с.

68. Венецкий И.Г., Венецкая В.Н. Основные математико-статистичес-кие понятия и формулы в экономическом анализе: справочник. 2-е изд., пе-рераб., доп. М.: Статистика, 1979.

69. Климов Г.П. Стохастические системы обслуживания. М.: Наука, 1966. 241 с.

70. Таранцев A.A., Груданова О.В., Яркин В.В. О задачах напорного движения жидкости по горизонтальному трубопроводу с отводами // Вестник Санкт-Петербургского института ГПС МЧС России №2 (9), 2005. СПб.: СПбИ ГПС МЧС России. 2005. С. 24-29.

71. Коровин Г.Н., Абрамов Л.М., Левина Г.Г. Экономико-математическое моделирование авиалесоохраны. Метод, рек. Л.: ЛенНИИЛХ, 1982. 57 с.

72. Шур Ю.З. Методика оценки ожидаемых результатов работы авиалесоохраны / Автореф. дис. канд. экон. наук. М.: 1989. 191 с.

73. Коровин Г. Н. Проблемы совершенствования системы охраны лесов от пожаров. М.: Лесное хозяйство. 1987. № 5. С. 57-63.

74. Базанова Ю.Н. и др. Интеллектуальная оптимизационная система Иптелос: Сообщения по прикладной математике. М.: ВЦ РАН, 1994. 62 с.

75. Таранцев A.A. О некоторых закономерностях в системах массового обслуживания вызовов // Пожаровзрывобезопасность, №5, 2002.

76. Таранцев A.A., Груданова О.В., Погорельская К.В., Яркин В.В. Об оценке помехоустойчивости логических схем // Вестник Санкт-Петербургского института ГПС МЧС России №2 (9), 2005. СПб.: СПбИ ГПС МЧС России. 2005. С. 37-43.

77. Информационно-управляющие человеко-машинные системы / Под ред. Губинского А.И. и Евграфова В.Г. М.: Машиностроение, 1993.

78. Губинский А.И. Надёжность и качество функционирования эргати-ческих систем. JL, Наука, 1982.

79. Кобзев В.В. Алгоритмизация работы оператора в посту управления. СПб.: Судостроение, 1977, № 6.

80. Гихман И.И., Скороход A.B. Введение в теорию случайных процессов. М.: Наука, 1977.

81. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1973.

82. Каазик Ю.Я. Математический словарь. Таллин: Валгус, 1985.

83. Ермилов Л.И. Синтез сетевых моделей сложных процессов и систем. М.: Воениздат, 1970.

84. Захаров В.Н., Поспелов Д.А., Хазацкий В.Е. Системы управления. М.: Энергия, 1977.

85. Временные нормативы на выполнение работ по тушению лесных пожаров. М.: Гослесхоз СССР, 1986. 26 с.

86. Вонский СМ. Методика расчета численности рабочих, вооруженных ранцевой аппаратурой, для тушения лесных низовых пожаров. Л.: Лен-НИИЛХ, 1971.25 с.

87. Телицин Г.П. Расчет объёма работ, скорость и продолжительности локализации лесного пожара. М.: Лесное хозяйство. 1965. №4. С. 44-48.

88. Ушанов C.B. Оптимизация процессов локализации лесных пожаров // Сб. «Лесные пожары и борьба с ними». Красноярск: СибТИ, 1991. С. 148-159.

89. Альбина Ф.А., Коровин Г.Н., Горовая E.H. Математический анализ процесса тушения лесного пожара // Сб. «Лесные пожары и борьба с ними» Л.: ЛенНИИЛХ, 1978. С. 61-79.

90. Горовая E.H., Коровин Г.Н. Математическое моделирование процессов распространения и тушения лесных пожаров // Горение пожары в лесу: Сб. науч. тр. Красноярск, 1979. С. 38-53.

91. Горовая E.H. Моделирование процесса тушения лесного пожара Экономико-математическое моделирование лесохозяйственных мероприятий: Сб. науч. тр. Л.: ЛенНИИЛХ, 1980. С. 42-53.

92. Гришин B.C. Методика экономической оценки размера ущерба от лесных пожаров. СПб.: СПбНИИЛХ 1996. 316 с.

93. Методические рекомендации по расчету минимальных ставок лесных податей и ставок арендной платы при передаче участков лесного фонда в аренду. М.: ВНИИЛМ. 1994. 23 с.

94. Питер X. Пирс. Введение в лесную экономику. М., 1992. 225 с.